JPH02161897A - 携帯型電子静音装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、携帯型電子静音装置、たとえば持ち運びがで
きかつ安価に外乱騒音のうるささを低減するのに好適な
携帯型電子静音装置に関するものである。

〔従来の技術〕

この種の携帯型電子静音装置としては、従来、持ち運び
可能な信号処理回路に、右耳および左耳にそれぞれ圧接
されるヘッドフォンが取り付けられており、このヘソド
フォン内にその発音体とほぼ同一平面内に外耳道内に伝
播されるべく音を検出するマイクロフォンが備えられた
ものである。

前記マイクロフォンが検出した音信号の振幅を前記信号
処理回路で反転させるとともに、位相を１８０’ずらし
、これによって得られる音信号を前記ヘンドフォンに入
力させることで、前記外耳道内に伝播される音を相殺せ
んとするものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上述した携帯型電子静音装置は、ヘッドフォン
の発音体とほぼ同一面内に外耳道内に伝播されるべく音
を検出するマイクロフォンを備えたものである。

このため、ヘッドフォンからの音声が前記マイクロフォ
ンに入力され、いわゆるハウリングが生じやすいもので
あった。

そして１発音体によって干渉させる音波干渉領域は、外
耳道と反対側、すなわちヘッドフォンの外側である３次
元空間となっている。この３次元空間は外耳道外の広い
空間であるため、二つの音源からの音は、その一方の振
幅が反転され、かつ位相が１８０°ずれていても、完全
に相殺し得ないという問題があり、携帯型電子静音装置
としては充分なものではなかった。

それ故１本発明は、このような事情に基いてなされたも
のであり、その目的とするところのものは、ハウリング
を防止できる携帯型電子静音装置を提供するにある。

また、他の目的は、外部音を完全に相殺することができ
、これにより信頼性の高い携帯型電子静音装置を提供す
るにある。

〔課題を解決するための手段〕

このような目的を達成するため、本発明は、基本的には
外耳道に挿入される形状をなし、該外耳道側へ音声を導
びくスピーカと、このスピーカの背面でかつ前記外耳道
外に位置づけられる外部音収集用マイクロフォンとから
なる送受波器と、前記マイクロフォンの出力に対し外部
音が外耳道内に伝搬する波のうち少なくとも卓越した音
と逆位相の音波を発生させる信号処理回路と、を備えた
ことを特徴とする携帯型電子静音装置としたものである
。

【作用〕

このように構成した携帯型電子静音装置は、外耳道に挿
入される送受波器内において、外耳道側へ音声を導びく
スピーカからの音は、前記送受波器外から、この送受波
器内を通過して外耳道側へ導びきられる外部音を相殺さ
せるものとなる。

そして、この相殺させる個所としては外耳道というほぼ
密閉された空間内であることから、静音させる効果は大
きく、かつ技術上必要な精度が得易すくなる。

また、上述の構成によれば、スピーカからの出力音の指
向側と、マイクロフォンへの出力音の指向側とが同一方
向、すなりちそれらは背面同志を向かい合わせて位置づ
けられているので、スピーカからの音が前記マイクロフ
ォンへ入力する量が少なり、したがってハウリングを防
止することができるようになる。

〔実施例〕

以下、本発明による携帯型電子静音装置の一実施例を図
面を用いて説明する。

まず、第１図において、左右の耳にそれぞれスピーカで
あるイヤフォン４ａと４ｂ、これと背面同志が接したマ
イクロフォン５ａと５ｂがあり、耳介１ａ、ｌｂ内にほ
ぼ収納されている。このマイクロフォン５ｂとイヤフォ
ン４ｂからの信号ケーブル及び左耳の４ｂマイクロフオ
ン５ａとイヤフォン４ａの信号ケーブルは、１本に束ね
られケーブル１３として、左胸のポケット１２に収納さ
れた信号処理回路６に接続されている。一方右胸のポケ
ット１３に収納された背景音再生装置１８の出カケープ
ル１７は、信号処理回路６に接続されている。

ここで、前記信号処理回ｕ６は第２図に示すような外観
を呈し、その側端には、左右の送波器からの入出力用信
号ケーブル１３と、背景音再生装置からの出力信号ケー
ブル１７が接続されている。

また、外表面には、信号処理回路６のバッテリ電源ｏｎ
−ｏｆｆ切換用スイッチ１９が、さらに逆位相附加信号
の振幅及びその位相調整用ボリュームスイッチ１５，１
６．さらに背景音の大きさ調整用ボリュームスイッチ２
０．同定フィルタの中心周波数設定用ボリュームスイッ
チ１４がとりつけである。

次に、第３図は、前記信号処理回路６内の回路を、右耳
側の前記イヤフォノ４ｂ、マイクロフオン５ｂとともに
示したものである。同図において、前記イヤフォン４ｂ
は、市販の民生用のものであり、振動板１１ｂを包み、
一部音波放射部が開口した構造のものである。このイヤ
フオン４ｂの先端部１２ｂの外径は、外耳道２の内径と
ほぼ等しい。

このため、イヤフォンの振動板１１ｂとこの先端部１２
ｂと外耳道２と鼓膜３から閉空間が構成されるので、イ
ヤフォン４ｂからの音波は、減衰してマイクロフォン５
ｂ側に伝達され、ハウリングは防止できる。前記マイク
ロフォン５ｂは、民生用のコンデンサマイクロフォンで
あり、低価格。

小型化を図ったものである。このマイクロフォン５ｂの
出力信号は、前述の信号処理回路６へ送られる。この回
路６は、右耳及び図示しない左耳用の２系統からなる。

左耳用と右耳用とは、基本的に同一であるので、一系統
のみについて説明する。

前記マイクロフォン５ｂの出力信号は、前記回路６内で
最初に、卓越者同定フィルタフに導びかれ、外部騒音の
なかからもっともうるさい卓越者のみが抽出されるよう
になっている。このフィルタ７は、帯域通過型（バンド
パス）フィルタであり、その中心周波数は、第２図に示
すボリューム１４で設定できるようになっている。この
フィルタフには、たとえばスイッチドキャパシティフィ
ルタを使用すれば、このボリューム１４の回転角に比例
してクロックパルス数を変化させることができ、容易に
安定して良好な通過帯域特性が得られる。

次に位相反転回路８内でこのフィルタ７の出力信号と、
１８０°の位相が異なる信号が得られるようになってい
る。この回路は、たとえばＩＣ回路であるオペアンプと
抵抗から構成される。ところで外部音は、マイクロフォ
ン５ｂと外耳道２の入口間の空間的距離差に応じて１位
相が変化するようになっている。このため効率よく消音
するには、この位相変化量も補償しなければならない、
そして、この大きさは、卓越者同定フィルタ７の中心周
波数に依存する。したがって音の速度Ｃ９周波数ｆと波
長λ及び上記距離差をΔＬとすると、この位相差ΔＴは
次式（１）から決定されることが判っている。

ここで、ΔＬは、送受波器のみでほぼ決定される。一方
音速Ｃは、室温の関数であるが、絶対温度の平方根に比
例するので、使用中の温度変化量は一般に小さいことを
考えあわせると、音速Ｃの変化量は大きくない、その結
果、位相差Δψは、周波数に比例するようになる。この
特性をもつ位相調整回路９は、たとえばコイルと抵抗か
らなるアナログ素子で実現できる。さらに、位相調整量
は、第２図に示したボリューム１５の回転角に対応する
抵抗値を変化させることにより、設定できるようになっ
ている。さらに振幅もオペアンプに外付けされた抵抗の
定数の変化量と対応するボリューム１６で容易に調整で
きる。この振幅と位相差は、前述の通り、イヤフォン４
ｂとマイクロフォン５ｂ間の音波伝播過程で発生するの
で、送受波器と同定フィルタの中心周波数及び音速によ
って決定されるものである。

このうち、送受波器によって決定される量は。

装置の製品出荷前に調整完了できる。一方周波数と音速
に起因する量は、聴者が外部騒音のみを聞きながら、ボ
リューム１４で特長的に騒音すなわち卓越者を抽出後、
ボリューム１５．１６で、この大きさが最も小さくなる
ように設定できる。信号処理回路６内の加算回路１０で
は、卓越者信号と背景音楽再生器１８からの出力信号１
７を加等し、この信号を音波としてイヤフォンから放射
されるようになっている。

前記背景音楽再生器１８は、たとえばテープレコーダ等
からなるものであり、その曲目は携帯電子静音装置を使
用する者の好みによって選定されるものである。

本実施例は、背景音楽を積極的に利用し、その心理的マ
スキング効果が得られているが、基本的にはかならずし
も背景音楽がなくとも騒音のうるささの低減効果は、発
揮できる。

また、信号処理回路６と再生装置１７は、上衣のポケッ
ト１２．１３内に収納しているが、収納゛場所は特に限
定されない。たとえば頭上で保持する方法も本発明に含
まれる。

さらに、本発明による携帯型電子静音装置は、切り換え
によって、マイクロフォン５ａ、５ｂからの出力を増幅
して、イヤフォン４ａ、４ｂへ入力させる補聴器手段を
も兼備させてよいことはいうまでもない。

〔発明の効果］ 以上説明したように本発明による携帯型電子静音装置に
よれば、外耳道に挿入される送受波器内において、外耳
道側へ音声を導びくスピーカからの音は、前記送受波器
外から、この送受波器内を通過して外耳道側へ導びきら
れる外部音を相殺させるものとなる。

そして、この相殺させる個所としては外耳道というほぼ
密閉された空間内であることから、静音させる効果は大
きく、かつ技術上必要な精度が得易すくなる。

また、スピーカからの出力音の指向側と、マイクロフォ
ンへの出力音の指向側とが同一方向、すなわちそれらは
背面同志を向かい合わせて位置づけられているので、ス
ピーカからの音が前記マイクロフォンへ入力する量が少
なり、したがってハウジングを防止することができるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により携帯電子静音装置の取扱いを示し
た一実施例図、第２図は前記携帯電子静音装置の信号処
理回路の外観を示す一実施例図。 第３図は前記信号処理回路の一実施例を示すブロック図
である。 １　ａ、１　ｂ・・・耳介、４ａ、４ｂ・・・イヤフオ
ン、５　ａ、５　ｂ・・・マイクロフォン、６・・・信
号処理回路、１８・・・背景音楽再生装置。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、外耳道に挿入される形状をなし、該外耳道側へ音声
   を導びくスピーカと、このスピーカの背面でかつ前記外
   耳道外に位置づけられる外部音収集用マイクロフォンと
   からなる送受波器と、前記マイクロフォンの出力に対し
   外部音が外耳道内に伝搬する波のうち少なくとも卓越し
   た音と逆位相の音波を発生させる信号処理回路と、を備
   えたことを特徴とする携帯型電子静音装置。 ２、請求項第１記載において、前記信号処理回路は、切
   り換えにより外部音とは異なる音をスピーカから供給す
   るようにした携帯型電子静音装置。 ３、請求項第１記載において、マイクロフォンの出力は
   特定の周波数帯域音のみを通過させるフィルタ、振幅及
   び位相調整用回路を経てスピーカに入力される前記信号
   処理回路を備える携帯型電子静音装置。 ４、請求項第３記載において、フィルタに通過される音
   の周波数帯域を調整する手段が備わった携帯型電子静音
   装置。 ５、請求項第３記載において、振幅及び位相調整用回路
   は、その振幅、位相を調整する手段が備わった携帯型電
   子静音装置。 ６、請求項第２記載において、外部音とは異なる音は、
   予め記憶された電気信号による音である携帯型電子静音
   装置。 ７、請求項第１記載において、切り換えにより、前記マ
   イクロフォンからの出力を増幅して前記スピーカへ入力
   させる補聴器手段を備えた携帯型電子静音装置。